SCADA là gì ? Khi nào cần 1 hệ thống SCADA ? – Smart Factory & Industrial IoT Vietnam

Hệ thống SCADA là gì ?

SCADA (viết tắt tiếng Anh: Supervisory Control And Data Acquisition) hiểu theo nghĩa truyền thống là một hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. Nhằm hỗ trợ con người trong quá trình giám sát và điều khiển từ xa. Theo định nghĩa trên thì SCADA là một hệ thống các yếu tố phần mềm và phần cứng cho phép các tổ chức công nghiệp:

  • Kiểm soát những tiến trình công nghiệp tại local hoặc tại những khu vực từ xa
  • Theo dõi, tích lũy và giải quyết và xử lý tài liệu thời hạn thực
  • Tương tác trực tiếp với các thiết bị như cảm biến, van, máy bơm, động cơ và nhiều thứ khác thông qua phần mềm giao diện người-máy (HMI)

  • Ghi sự kiện vào một file nhật ký hoặc CSDL .

Các mạng lưới hệ thống SCADA rất quan trọng so với những tổ chức triển khai công nghiệp vì chúng giúp duy trì hiệu suất cao, giải quyết và xử lý tài liệu cho những quyết định hành động mưu trí hơn và truyền đạt những yếu tố của mạng lưới hệ thống để giúp giảm thiểu downtime .
Kiến trúc SCADA cơ bản khởi đầu bằng bộ tinh chỉnh và điều khiển logic lập trình ( PLC ) hoặc thiết bị đầu cuối từ xa ( RTU ). PLC và RTU là những máy vi tính tiếp xúc với một loạt những đối tượng người tiêu dùng như máy xí nghiệp sản xuất, HMI, cảm ứng và thiết bị đầu cuối, sau đó định tuyến thông tin từ những đối tượng người dùng đó đến máy tính bằng ứng dụng SCADA. Phần mềm SCADA giải quyết và xử lý, phân phối và hiển thị tài liệu, giúp người quản lý và vận hành và những nhân viên cấp dưới khác nghiên cứu và phân tích tài liệu và đưa ra quyết định hành động quan trọng .
Ví dụ, mạng lưới hệ thống SCADA nhanh gọn thông tin cho nhà điều hành quản lý rằng một lô loại sản phẩm đang có tỷ suất lỗi cao. Nhà điều hành quản lý tạm dừng hoạt động giải trí và xem tài liệu mạng lưới hệ thống SCADA trải qua HMI để xác lập nguyên do của sự cố. Nhà quản lý và điều hành xem xét tài liệu và phát hiện ra rằng Máy 4 bị trục trặc. Khả năng của mạng lưới hệ thống SCADA để thông tin cho người quản lý và vận hành về một yếu tố giúp anh ta xử lý yếu tố đó và ngăn ngừa việc mất thêm loại sản phẩm .

Kiến trúc SCADA cơ bản

Mọi mạng lưới hệ thống SCADA đều có bốn thành phần chính sau :

  • Giao diện quá trình hoạt động: bao gồm các cảm biến, thiết bị đo, thiết bị chuyển đổi và các cơ cấu chấp hành.

  • Trạm thu thập dữ liệu trung gian: là các khối thiết bị đầu cuối từ xa RTU (Remote Terminal Units) hoặc các khối điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Controllers) có chức năng giao tiếp với các thiết bị chấp hành.

  • Hệ thống truyền thông: bao gồm các mạng truyền thông công nghiệp, các thiết bị viễn thông và các thiết bị chuyển đổi dồn kênh có chức năng truyền dữ liệu cấp trường đến các khối điều khiển và máy chủ.

  • Hệ thống điều khiển giám sát: gồm các phần mềm và giao diện người-máy HMI (Human Machine Interface).

Cơ chế thu thập dữ liệu của SCADA

Trong hệ SCADA, quy trình thu thập dữ liệu được thực thi thứ nhất ở quy trình những RTU quét thông tin có được từ những thiết bị chấp hành nối với chúng. Thời gian để thực thi trách nhiệm này được gọi là thời hạn quét bên trong .
Các sever quét những RTU ( với vận tốc chậm hơn ) để thu thập dữ liệu từ những RTU này. Để tinh chỉnh và điều khiển, những sever sẽ gửi tín hiệu nhu yếu xuống những RTU, từ đó được cho phép những RTU gửi tín hiệu tinh chỉnh và điều khiển trực tiếp xuống những thiết bị chấp hành thực thi trách nhiệm .

Ai cần sử dụng hệ thống SCADA?

Các mạng lưới hệ thống SCADA được sử dụng bởi những tổ chức triển khai công nghiệp và những công ty trong khu vực công và tư nhân để trấn áp và duy trì hiệu suất cao, phân phối tài liệu cho những quyết định hành động mưu trí hơn và truyền đạt những yếu tố mạng lưới hệ thống để giúp giảm thiểu downtime. Các mạng lưới hệ thống SCADA hoạt động giải trí tốt trong nhiều mô hình doanh nghiệp khác nhau vì chúng hoàn toàn có thể gồm có từ những thông số kỹ thuật đơn thuần đến những thiết lập lớn, phức tạp. Các mạng lưới hệ thống SCADA là xương sống của nhiều ngành công nghiệp tân tiến, gồm có :

  • Năng lượng
  • Đồ ăn và đồ uống
  • Chế tạo
  • Dầu khí
  • Quyền lực
  • Tái chế
  • Vận chuyển
  • Nước và chất thải
  • Và nhiều cái khác

Hầu như bất kỳ nơi nào bạn nhìn vào quốc tế ngày này, có 1 số ít loại mạng lưới hệ thống SCADA chạy phía sau hậu trường : SCADA quản trị tòa nhà, SCADA quản trị mạng lưới hệ thống làm lạnh tại siêu thị nhà hàng local, bảo vệ sản xuất và bảo đảm an toàn tại nhà máy sản xuất lọc dầu, đạt tiêu chuẩn chất lượng tại xí nghiệp sản xuất giải quyết và xử lý nước thải hoặc thậm chí còn theo dõi sử dụng nguồn năng lượng của bạn ở nhà, để đưa ra một vài ví dụ .
Các mạng lưới hệ thống SCADA hiệu suất cao hoàn toàn có thể giúp tiết kiệm ngân sách và chi phí đáng kể thời hạn và tài lộc. Nhiều nghiên cứu và điều tra trường hợp đã được công bố nêu bật những quyền lợi và tiết kiệm ngân sách và chi phí của việc sử dụng giải pháp ứng dụng SCADA văn minh như WinCC, Win CC OA, Advantech WebAccess .

Lợi ích của SCADA

Với chính sách hoạt động giải trí trên, một mạng lưới hệ thống SCADA sẽ được cho phép những doanh nghiệp tích lũy, quản trị tài liệu, tương tác và trấn áp hoạt động giải trí của những loại máy móc, thiết bị như van, máy bơm hay những động cơ, cũng như tàng trữ mọi thông tin vào tệp tin sever. Nhờ tính năng ưu việt, mạng lưới hệ thống SCADA đã và đang được ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp văn minh như nguồn năng lượng, thực phẩm, dầu khí, vận tải đường bộ, giải quyết và xử lý nước và rác thải, v.v. với 1 số ít lợi thế điển hình nổi bật như :

  • Nâng cao năng suất: nhờ quá trình phân tích các quy trình sản xuất, nhà quản lý có thể dùng các thông tin này để gia tăng hiệu quả sản xuất và cải tiến kỹ thuật.
  • Cải thiện chất lượng sản phẩm: cũng thông qua việc phân tích các hoạt động, nhà quản lý có thể tìm cách hạn chế, ngăn chặn các sai sót trong quá trình sản xuất.
  • Giảm chi phí vận hành và bảo trì: khi một hệ thống SCADA được lắp đặt, doanh nghiệp sẽ không cần quá nhiều nhân sự cho việc quản lý giám sát các thiết bị hiện trường được đặt ở các vị trí xa. Bên cạnh đó, doanh nghiệp cũng không phải chi trả cho các chuyến đi kiểm tra, bảo trì ở xa, thế nên, chi phí bảo trì cũng sẽ được giảm bớt.
  • Bảo toàn vốn đầu tư: khi các chủ nhà máy đầu tư nâng cấp hoạt động sản xuất, họ cần đảm bảo sự nâng cấp đó có tính sử dụng lâu dài. Một hệ thống SCADA được thiết kế mở sẽ cho phép chủ đầu tư chỉnh sửa, thay đổi tùy theo quy mô sản xuất, nhờ đó giúp loại bỏ các hao hụt theo thời gian.

Khác nhau giữa SCADA và DCS

DCS là viết tắt của “ Hệ thống điều khiển và tinh chỉnh phân tán ”. DCS là một mạng lưới hệ thống tinh chỉnh và điều khiển quy trình sử dụng mạng để liên kết những cảm ứng, bộ điều khiển và tinh chỉnh, thiết bị đầu cuối của người quản lý và vận hành và thiết bị truyền động. Một DCS thường chứa một hoặc nhiều máy tính để tinh chỉnh và điều khiển và hầu hết sử dụng cả giao thức và liên kết độc quyền để liên lạc .

What are the Differences Between DCS and SCADA? | RealPars

SCADA hoàn toàn có thể được gọi là Giao diện Người-Máy ( HMI ). Hệ thống SCADA được sử dụng để giám sát hoặc trấn áp những quy trình hóa học, vật lý hoặc luân chuyển .
DCS được khuynh hướng theo quá trình, tinh chỉnh và điều khiển trạng thái quy trình tiến độ trong khi SCADA được xu thế thu thập dữ liệu, hướng sự kiệnDCS gồm có một hoặc nhiều bộ điều khiển và tinh chỉnh được sử dụng để thực thi những kỹ thuật điều khiển và tinh chỉnh quy trình nâng cao và mạng lưới hệ thống SCADA không hề thực thi những kỹ thuật tinh chỉnh và điều khiển quy trình nâng cao .
Vòng tinh chỉnh và điều khiển phản hồi của DCS được điều khiển và tinh chỉnh trực tiếp bởi PLC, nhưng ứng dụng SCADA giám sát hiệu suất toàn diện và tổng thể của vòng lặp .
DCS là thiết bị tinh chỉnh và điều khiển có năng lực cao hơn so với PLC thường thì. Mặt khác, SCADA đa phần là một môi trường tự nhiên ứng dụng hoàn toàn có thể tiếp xúc với PLC và hoàn toàn có thể là DCS cũng cho yếu tố đó để giám sát tính năng của những thiết bị đó và thực thi thu thập dữ liệu và ghi tài liệu vào một nền tảng giám sát .

Khác nhau giữa SCADA và MES

Hệ thống MES cung cấp các tính năng quản lý hoạt động sản xuất (MOM), tức là, nó kiểm soát các hoạt động sản xuất diễn ra trong nhà máy, hệ thống kiểm soát chất lượng, giải pháp quản lý hàng tồn kho và sản xuất, như OEE, KPI, quản lý phòng thí nghiệm và quản lý công thức. Với nền tảng MES / MOM, người thu thập dữ liệu trong nhà máy có thể nhận tất cả thông tin về các quy trình và đơn đặt hàng sản xuất được thực hiện trong nhà máy. Nó cho phép nhà điều hành nhà máy đưa ra quyết định thời gian thực trong khi sản xuất đang được tiến hành.

  • Tình trạng đặt hàng
  • Sử dụng trạng thái tài nguyên
  • Sử dụng trạng thái vật liệu
  • Lãng phí
  • OEE
  • KPI

MES quản trị tổng thể những vật tư được thêm vào trong một lô nhất định, cũng như chất lượng của loại sản phẩm ở đầu cuối .

Việc ra quyết định hành động thoáng rộng như vậy không hề được triển khai trong SCADA vì về cơ bản SCADA chỉ mang đặc thù giám sát và thu thập dữ liệu của quy trình quản lý và vận hành .

Hệ thống SCADA hiện đại

Cho đến nay, SCADA vẫn luôn được nâng cấp cải tiến liên tục và trong những năm gần đây, những chuyên viên Dự kiến mạng lưới hệ thống này sẽ tăng trưởng theo những khuynh hướng chính sau :

Web-Based SCADA

Theo truyền thống lịch sử SCADA truyền thông online là truyền thông online tiếp nối đuôi nhau điểm-đa điểm qua đường dây thuê bao hoặc mạng lưới hệ thống vô tuyến riêng ( ví dụ : RS232, RS485, BEL202 ). Với sự sinh ra của Giao thức Internet ( IP ), Công nghệ IP đã được sử dụng ngày càng nhiều trong những ứng dụng SCADA .

Internet SCADA hoặc SCADA dựa trên web (Web-base SCADA) sử dụng công nghệ IP trong SCADA và có thể bao gồm từ các IP Tunel, rơle khung, cáp, radio để liên kết các mạng SCADA với văn phòng trung tâm đến các thiết bị địa chỉ IP riêng lẻ hoặc sử dụng các thiết bị hỗ trợ IP hoặc dựa trên web.

Ưu điểm của INTERNET & WEB-BASED SCADA

  • Kết nối diện rộng
  • Định tuyến
  • Phạm vi địa chỉ lớn
  • Tích hợp CNTT vào mạng tự động và giám sát
  • Tiêu chuẩn hóa tốt

Nhược điểm của INTERNET & WEB-BASED SCADA

  • Chi phí về hiệu suất của chuẩn IP
  • Bảo vệ an toàn thông tin phức tạp, dễ bị tấn công

Xem thêm : So sánh Cloud SCADA và SCADA truyền thống lịch sử

So sánh SCADA và IoT Công nghiệp

Mặc dù mạng lưới hệ thống SCADA cung ứng những tính năng thiết yếu không hề thiếu cho nhiều ngành công nghiệp được đề cập ở trên, nhưng nó thiếu tăng trưởng những thay đổi công nghệ tiên tiến và có yếu tố về năng lực thích ứng. Các giải pháp để khắc phục những yếu tố này là những giải pháp IoT hoàn toàn có thể được tích hợp vào kiến ​ ​ trúc SCADA rất nhanh gọn .
Vấn đề quan trọng nhất để tích hợp những mạng lưới hệ thống IoT là giải pháp của SCADA vẫn còn số lượng giới hạn ở tầng nhà máy sản xuất. Dữ liệu từ những máy khác nhau trong xí nghiệp sản xuất chỉ hoàn toàn có thể được giám sát tại chỗ bằng mạng lưới hệ thống SCADA. Mặt khác, IoT hoàn toàn có thể trình diễn tài liệu từ những máy sâu hơn hoặc những hạ tầng khác nhau theo cách hoàn toàn có thể được sử dụng và giám sát bất kỳ khi nào, bất kể nơi đâu .

Có thể tóm tắt điểm chung của cả hai giải pháp SCADA và IoT là thu thập dữ liệu từ nhiều loại cơ sở hạ tầng, ngay cả khi chúng sử dụng các cách khác nhau (chẳng hạn như giao tiếp có dây / không dây, tốc độ truyền dữ liệu). Mặc dù chúng khác nhau về nhiều mặt nhưng việc thu thập dữ liệu này hành động vì mục tiêu chung: tối ưu hóa việc sử dụng, kiểm soát tốt hơn một số máy móc hoặc quy trình và cuối cùng là cải thiện năng suất.

Xem cụ thể so sánh thêm SCADA và IoT công nghiệp tại đây
SCADA không phải là một mạng lưới hệ thống điều khiển và tinh chỉnh hoàn hảo, nhưng nó là một mạng lưới hệ thống máy tính tích lũy và nghiên cứu và phân tích tài liệu trong thời hạn thực và có ích cho việc giám sát và điều khiển và tinh chỉnh thiết bị công nghiệp. Nó tích lũy thông tin về yếu tố, gửi về vị trí TT và cảnh báo nhắc nhở TT. Sau đó, nó triển khai những nghiên cứu và phân tích và kiểm tra thiết yếu và hiển thị thông tin một cách hài hòa và hợp lý và có tổ chức triển khai cho những nhóm, sau đó lý giải và sử dụng nó cho tương thích .

Các giải pháp IoT cũng chịu nghĩa vụ và trách nhiệm tích lũy, nghiên cứu và phân tích và hiển thị tài liệu từ máy móc hoặc những hạ tầng khác nhau. Mặc dù nó có vẻ như hoạt động giải trí tựa như như SCADA, nhưng ưu điểm lớn nhất là nó hoàn toàn có thể phân phối những giải pháp không dây với tính linh động mà SCADA không hề phân phối .
Hãy xem ngữ cảnh này, tổng mức tiêu thụ nguồn năng lượng trong một cơ sở sản xuất hoàn toàn có thể được trấn áp bởi SCADA. Tuy nhiên, nếu bạn cần một tài liệu sâu hơn để quản trị quản lý và vận hành tốt hơn, giám sát tiêu thụ nguồn năng lượng dựa trên máy móc và thiết bị sẽ là một dự án Bất Động Sản phức tạp, lâu dài hơn và rất tốn kém để triển khai xong với mạng lưới hệ thống SCADA .

4 điểm khác biệt chính giữa SCADA và Industrial IoT

Khả năng tương tác của thiết bị

Khi sử dụng hệ thống SCADA, việc tích hợp các thiết bị do các nhà sản xuất khác nhau tạo ra là không dễ dàng. Đôi khi, ngay cả khi các thiết bị của cùng một nhà sản xuất, sẽ là một thách thức khi sử dụng chúng thay thế cho nhau nếu phiên bản của chúng khác nhau. Hệ thống SCADA thiếu khả năng tương tác cần thiết, đó là nhiệm vụ phát triển khả năng lập trình liền mạch cho các thiết bị và cảm biến. Ngoài ra, chúng yêu cầu một nền tảng ngang có thể hoạt động trên nhiều thiết bị khác nhau bất kể nhà cung cấp hoặc phiên bản của chúng.
Mặt khác, hệ sinh thái IoT chủ yếu dựa vào khái niệm khả năng tương tác. Trọng tâm chính của IoT công nghiệp là cho phép giao tiếp trên nhiều loại thiết bị, bất kể kiểu máy hoặc nhà sản xuất của chúng. IoT sử dụng các giao thức như MQTT để có thể giao tiếp giữa các thiết bị khác nhau trong toàn bộ hệ thống.

Chi phí sở hữu hệ thống

Với mạng lưới hệ thống SCADA, doanh nghiệp chỉ hoàn toàn có thể tàng trữ tài liệu ở một mức độ nhất định, sau đó tài liệu đó sẽ bị ghi đè bởi tài liệu mới hơn. Điều này ý niệm rằng để tàng trữ nhiều tài liệu hơn, những công ty cần góp vốn đầu tư thêm sever với dung tích cao hơn. Ngoài ra, khi cần license ứng dụng hoặc nhận những tính năng bổ trợ, người dùng SCADA phải mua những giấy phép riêng không liên quan gì đến nhau cho những dịch vụ bổ trợ và phải tiếp tục trả tiền để tăng cấp mạng lưới hệ thống .

Industrial IoT có thể làm giảm đáng kể chi phí phần cứng và sở hữu hệ thống cho các công ty, trong khi cũng loại bỏ nhu cầu cấp phép phần mềm và nâng cấp bằng cách sử dụng các dịch vụ đám mây.

Thông tin chi tiết từ dữ liệu

Trong khi thao tác với những mạng lưới hệ thống SCADA, những công ty có những hạn chế trong việc nghiên cứu và phân tích tài liệu lịch sử dân tộc và sau đó hiểu nó ra. Nó không tập trung chuyên sâu vào việc tích lũy hoặc nghiên cứu và phân tích tài liệu mà những doanh nghiệp đang tạo ra hàng ngày. Dữ liệu trong SCADA không mang lại nhiều giá trị cho công ty hoặc không cung ứng bất kể trợ giúp nào cho những người ra quyết định hành động của doanh nghiệp, vì tài liệu này không bật mý thông tin ngữ cảnh của bộ tài liệu, khiến nó khó hiểu hơn .
Khi nói đến nghiên cứu và phân tích tài liệu, IoT tỏa sáng hơn nhiều so với SCADA. Internet of Things công nghiệp tích lũy và tàng trữ tài liệu từ mọi quy trình tiến độ kinh doanh thương mại, sau đó vận dụng những thuật toán giải quyết và xử lý tài liệu lớn và máy học để Dự kiến hiệu suất cao và tác dụng tiềm năng. Với thông tin chi tiết cụ thể dễ hiểu từ IoT, những công ty có năng lực giảm thiểu sự cố thiết bị bất thần, Dự kiến nhu yếu bảo dưỡng và thu được tác dụng cao hơn từ gia tài hiện có của họ .

Khả năng mở rộng

Hệ thống SCADA hoàn toàn có thể để lại thông tin quan trọng từ những thiết bị khác nhau, vì mạng lưới hệ thống không tàng trữ hoặc nghiên cứu và phân tích tài liệu. Lý do đằng sau việc không liên kết những thiết bị là hiệu suất và bảo mật thông tin của mạng lưới hệ thống, khi số lượng người dùng tăng lên, băng thông thiết yếu để hoạt động giải trí cũng tăng, do đó làm tăng ngân sách chung cho công ty .
Trên hết, với những mạng lưới hệ thống SCADA, rất khó để có được những báo cáo giải trình dễ hiểu từ một mạng lưới hệ thống tập trung chuyên sâu cho những thiết bị được đặt ở những vị trí xa. Trong một hệ sinh thái IoT, toàn bộ tài liệu được tàng trữ trên đám mây và hoàn toàn có thể thuận tiện truy vấn từ mọi nơi. Ngoài ra, năng lực liên kết những thiết bị phụ phân phối quyền truy vấn vào toàn bộ tài liệu hoàn toàn có thể đóng một vai trò quan trọng trong quy trình ra quyết định hành động cho doanh nghiệp .

Bạn cần quan tâm điều gì khi đầu tư SCADA ?

Sẽ có nhiều câu hỏi đặt ra khi đầu tư hệ thống SCADA ngay thời điểm hiện tại vì sự xuất hiện của IIoT và khả năng mở rộng trong tương lai.

Kết nối cơ sở dữ liệu

  • Phần mềm có thể tích hợp với những máy chủ cơ sở dữ liệu nào?
  • Nhiều kết nối cơ sở dữ liệu đồng thời có được hỗ trợ không?
  • Làm thế nào dễ dàng kết nối với cơ sở dữ liệu?
  • Phần mềm có cung cấp hỗ trợ để tích hợp với cơ sở dữ liệu quan hệ không?

Khó khăn triển khai

  • Phần mềm có thể được cài đặt nhanh chóng tiện lợi không?
  • Giải pháp có dựa trên web based?
  • Bạn có thể khởi chạy client không giới hạn không?
  • Bạn có thể khởi chạy client phát triển không giới hạn không?
  • Các thay đổi có thể được triển khai cho tất cả các khách hàng ngay lập tức và đồng thời nhanh chóng ?
  • Bạn có thể quản lý tất cả các dự án từ một vị trí trung tâm?
  • Bạn có thể triển khai máy khách mà không cần cài đặt bất kỳ phần mềm nào trên máy tính chủ không?
  • Phần mềm có đa nền tảng không?

Chi phí License

  • Phần mềm có được cấp phép bởi máy chủ không?
  • Bạn sẽ phải mua thêm tag, license cho client hoặc màn hình khi bạn mở rộng hệ thống?
ĐÁNH GIÁ post
Bài viết liên quan

Tư vấn miễn phí (24/7) 094 179 2255